[发明专利]一种双目立体视频的合成方法

说明书

本发明公开了一种双目立体视频的合成方法，包括相机标定、图像矫正、视差图匹配和合成双目立体视频的过程，本发明一种双目立体视频的合成方改进了相机标定的方法，使得标定的参数更加精确，同时提供了一种SSE4.2指令集加速图像匹配过程，最终获取到完整的双目立体视频。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域，涉及一种双目立体视频的合成方法。

背景技术

计算机视觉是一门新兴的综合性学科，它的研究涉及到数学、计算机图形学、模式识别、数字图像处理和数字信号处理等领域。双目立体视觉就是根据人眼成像的特点来研究摄像头的三维成像技术。双目立体视觉作为计算机视觉的一个重要分支，通过模拟人的双眼来达到获取视觉信息的目的。双目立体视觉，就是通过两幅具有类似人类左右眼视觉功能的图像，以双目视差为原理基础，通过立体匹配，获取视差信息，从而获得到目标物体的三维信息。随着双目立体视觉的不断发展与改进，它可以应用到生活中的各个领域，如：近年来新兴的无人机产业、我国的探月工程、汽车导航功能等方面。

近些年中，国内外一直在推动着该方向的研究，逐步将平面成像通过立体视觉技术转变为三维立体视觉。Zhang等在2017年文化与计算国际会议中提出将双目立体视觉应用于博物馆的展览中；Li等在2017年第四届信息科学与控制工程国际会议中提出运用双目立体视觉技术获取玉兰花的三维立体模型；2017年Chen等在无人机避障技术中运用双目视觉技术，使得双目立体视觉技术得到了更广泛的应用。

但是对于立体匹配而言，由于硬件等技术原因，左右两个相机无法做到完全一致，因此会产生左右拍摄出的两幅图像在色彩饱和度或是光照条件无法做到完全统一，这样对于以颜色为匹配准则的匹配算法就会有明显的误差，为了减弱这些影响因素对最终匹配效果的影响，国内外研究者们在匹配精度方面苦寻思路，已经逐年在精确度方面有了质的提升。对于两类立体匹配算法而言，局部立体匹配算法在匹配效果上往往是低于全局匹配算法的，但在运行效率上，局部立体匹配算法由于其本身运算量比全局匹配算法小，因此往往在相同图像条件下，运行效率优于全局立体匹配算法，随着硬件科技的逐渐发展，越来越多的硬件双目设备在分辨率上也有了进一步的提升，并且更多的应用领域越来越关注实时性的问题，这就对匹配的效率提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双目立体视频的合成方法，能够快速合成三维点云视频。

本发明所采用的技术方案是，一种双目立体视频的合成方法，具体按照以下方法进行：

步骤1，相机标定

将双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的内参数和外参数；

步骤2，图像矫正

将双目摄像机采集的视频分解为成多帧目标图像，将每帧目标图像均切割成左目视图和右目视图，对每帧目标图像的左目视图和右目视图均进行校正，得到每帧目标图像的校正左目视图和校正右目视图；

步骤3，视差图匹配

将每帧目标图像的校正左目视图和校正右目视图均进行基于SSE4.2指令集的立体匹配，得到多帧匹配视差图；

步骤4，合成双目立体视频。

本发明的特点还在于；

步骤1中具体按照下述步骤对双目摄像机进行标定：

步骤1.1，使用张正友标定法对双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的初步内参数和初步外参数；

步骤1.2，将初步内参数和初步外参数作为参考，再次使用张正友标定法对双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的内参数和外参数。

步骤2中具体按照下述步骤对每帧目标图像的左目视图和右目视图均进行校正：